EP3022481A1 - Beleuchtungseinheit mit lichtemittierendem bauelement - Google Patents

Beleuchtungseinheit mit lichtemittierendem bauelement

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EP3022481A1
EP3022481A1 EP14726395.8A EP14726395A EP3022481A1 EP 3022481 A1 EP3022481 A1 EP 3022481A1 EP 14726395 A EP14726395 A EP 14726395A EP 3022481 A1 EP3022481 A1 EP 3022481A1
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EP
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substrate body
lighting unit
components
light
lighting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14726395.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias LOSTER
Gertrud KRÄUTER
Florian BÖSL
Martin Moeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates totriessein unit with a substrate body an opto electronic device.
  • optoelectronic component and “LED” refer to a radiation-emitting optoelectronic component made of a semiconducting material, for example an inorganic or even organic light-emitting diode.
  • the present invention is based on the technical problem of specifying a particularly advantageous lighting unit with optoelectronic component.
  • this problem is solved by aumpssein ⁇ integrated with a substrate body having an at least partially concave surface and having a plurality of optoelectronic devices, which are adapted to emit light in the operation at a respective radiating surface, wherein a first component of the plurality construction ⁇ elements so on the surface of the substrate body is arranged, that a part of the at the radiating surface the first component of emitted light to the top ⁇ surface of the substrate body falls, and wherein the substrate ⁇ body as Molded, particularly injection-molded or extruded, circuit carrier made of a plastic is material provided and by the partial Abschat ⁇ processing of the light, the spatial radiation characteristic of the illumination unit influenced.
  • the partial shading generally takes place for at least one "first component”, which is also referred to by the concretizations of the dependent claims, but preferably the corresponding relationships also apply to a "second component” and also other components, namely for example in this Series ⁇ increasingly increasingly preferred at least 25%, 50%, 75% of the components or all components.
  • a vorgese ⁇ hener for the inventive lighting unit substrate body has several functions, which can increase the depth of integration, simplifying about the structure and the production as a whole.
  • the substrate body initially serves as a carrier, which holds the components in a spatial arrangement to each other.
  • a part of the on / the emitting surface (s) of or the devices emitted light to the Oberflä ⁇ surface of the substrate body is this example, by this partially shadowing and optionally one further explained below in detail reflection even so the beamforming.
  • the substrate body itself is preferably not transmissive, in particular there is no diffuse transmission, although of course transmissive regions can be incorporated into the substrate body.
  • the substrate body is provided as urgeformte circuit ⁇ carrier, so he also integrates a track function;
  • the components may be connected to one another via an integrated strip conductor structure and / or also to a driver and / or control electronics.
  • a printed circuit board known from the prior art for the wiring of a component offers no freedom of design in three dimensions, and further components are necessary for light shaping.
  • the substrate body of the illumination unit according to the invention is provided with an at least partially concave surface and partially shadows, depending on the viewing direction of the illumination unit, the emission areas of the component (s).
  • the bundle of rays emitted by a single component in many cases a Lambertian bundle, is itself formed by the substrate body carrying the components, the substrate body "cuts" through the shading certain angles from the bundle of rays be absorbed by the substrate ⁇ body and / or reflected.
  • a substrate body provided according to the invention thus advantageously combines a beam-forming function, ie optical properties, and at the same time serves as a structural element also for mounting the components and, if appropriate, heat removal therefrom, wherein the substrate body is ideally also carrier of a printed conductor structure, preferably an integrated conductor. web structure, that provides the electrical contacting of the components.
  • the inventors have found that a possible disadvantage of a urgeformten substrate body of a Kunststoff ⁇ material material, such as a thermoplastic material, compared to, for example, a FR4 printed circuit board may possibly be in a poorer heat conduction and correspondingly poorer cooling. Therefore, a plurality of devices are provided for the inventive lighting unit, so that the resulting power loss including advantageously distributed on the substrate body, that is in any case not concentrated on a single site is IMP EXP ⁇ .
  • the lighting unit comprises at least two Bauele ⁇ elements, in this order with increasing preference Minim ⁇ least 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 or 50 th Bauelemen-.
  • the substrate body should preferably each have a certain minimum thickness in the respective areas below the components, for example of at least 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm or 10 mm; For example, possible upper limits may be 20 cm, 15 cm, 10 cm, and 5 cm, respectively.
  • the "minimum thickness" is measured in the direction of the center of gravity ⁇ beam of each component.
  • component or "LED” may mean both a self-contained and generally also an unhoused LED; In general, therefore, for example, an LED chip itself can be placed on the substrate body, such as a flip-chip. Preferably, however, previously housed components are arranged on the substrate body, which thus each have their own structure. have housing (in a housing can also be provided several LED chips); "Housing" means insofar a certain, not necessarily complete sheath with, for example, a potting material, usually together with one of the electrical and / or thermal contacting serving carrier plate.
  • a “molded circuit carrier” may be, for example, an extruded part (extruded circuit carrier) and preferably an injection molded part (injection molded circuit carrier).
  • "Urformed” circuit carrier is a solid body made of a previously usually shapeless material.
  • injection-molded circuit carrier refers to a body which is released by a cavity to which flowable material has previously been supplied, at least partially within certain limits, which is at least partially hardened in the cavity at least 100 bar, 500 bar, or 1000 bar, possible upper limits may be about 3000 bar, 2500 bar or 2250.
  • hardening may be at a different hardening temperature than the feeding temperature, for example at lower and lower temperatures in the case of a thermosetting material at about higher temperature.
  • plastic material may, for example polypropylene (PP, in particular cross-linked), polyamide (for ⁇ In game PA6, PA66, PA10, PA11, PA12), in particular harnesstem ⁇ peraturbe dependss polyamide such as PPA or PA46, polyester (for example PBT, PET, PBT / PET, PCT, ABS, ABS / PC), polyphenylene sulfide, LCP and / or PEEK.
  • the surface of the primary formed substrate body is in any ⁇ if "sectionally concave", that is, a plane including the emitting surface of the (first) device, intersects the surface;. Preferably this applies to all components of the plurality In general, the emission surfaces must not, of course formed flat be and refers to this extent to a planar approximated radiating surface.
  • radiation and light are used interchangeably in the context of the disclosure and may generally also include electromagnetic radiation in the ultraviolet or infrared; preferably, they relate to the visible region of the spectrum.
  • the first of the components and the substrate body are provided in such a way that in a sectional plane containing the centroid beam of the first component at least the light propagating within a contiguous first shading angle range of 20 ° falls on the substrate body.
  • the apex of the shading angle lies at the intersection of focus ⁇ shining and radiating.
  • the shading angle range may be increasingly preferably at least 30 °, 40 °, 50 °, 60 °, 70 °, 80 ° and 85 ° in this order.
  • the "center of gravity beam” results as the centroid beam of the power-weighted beams of the beam emitted by the corresponding component: in the case of a rectangular emitting Lambertian emitting surface, for example, it is perpendicular to the emission surface at the center of the area.
  • the Abschattungswinkel Scheme opposite the heavy spot beam is maximum tilted - the Abschattungswinkel Geb is a "filled" with light region, so it is to be shaded starting the light emitted from the component beam bundles from the edge (the maximum tilt angle) in at ⁇ whose words Thus with. opposite the heavy spot beam maximum tilted rays starting bringsschat ⁇ tet. Depending on the extent of the Abschattungswinkel Anlagens this can then extend to the focal spot beam, or beyond.
  • a second device of the plurality of devices is disposed in the region of the surface on which a portion of the light emitted by the first device falls directly (without prior reflection). This is particularly preferably in pairs for at least 25%, 50%, 75% of the components or all components.
  • the surface could of course also be formed locally convex adjacent to the concave shape, however, could thus provide, for example, shade, these relatively Zvi ⁇ rule two components to each other, a local survey.
  • the concave surface has also (in said sectional plane considered) a piece-wise "a conic ent ⁇ speaking form ", can thus be a part of an ellipse or a circle or even a hyperbola or parabola be ⁇ write; "Sectionwise” can be seen from a focal point of the conic form a mean over an angular range of at least 45 °, 90 ° or 135 ° extending form.
  • the surface in the overall center of gravity beam-containing sectional plane considered cup-shaped out ⁇ forms, for example U- or V-shaped, and projects a preferably circumferential edge of the pot shape over a range of Surface on which the components are arranged, back inwards.
  • a surface portion of the substrate body defines a cavity (the cup shape) and partially conceals it by a collar (the recessed edge).
  • This embodiment with "collar” is particularly important for components of interest, which emit light of different colors, because in the cavity, a light mixture can be carried out and the rich at the same time covers the direct view of at least some of the components inside recessed Randbe-.
  • the recessed Randbe ⁇ Rich represents in some respects an "undercut", which can be realized in a particularly advantageous manner with an injection-molded or extruded circuit carrier provided according to the invention.
  • the substrate body is integrally formed, ie as a monolithic component without material boundary. Of course, this relates only to the substrate body itself making available the at least partially concave surface, a conductor track structure provided on the surface thereof being made of a metallic material.
  • the conductor track structure serving for electrical contacting of the components it is generally also possible to apply structured coatings for directional and / or diffuse reflection or absorption in order to locally influence the optical properties of the substrate.
  • the serving of the electrical contact wire is al ⁇ lein on the surface of the web structure are provided, and optical and / or thermal properties set by embedded into the substrate body particles.
  • the "one-piece" design therefore does not exclude the sub ⁇ strat emotions embedded randomly distributed therein particles.
  • An embedded into the substrate body Addi ⁇ tiv may even (even independent of the one-piece) may be preferred, diffuse at about the surface and / or specularly reflective or selectively absorbing egg ⁇ properties to confer; more preferably to a color pigment is embedded into the substrate body, such as titanium dioxide particles.
  • a diffusely reflecting surface can (at least a surface portion) be before ⁇
  • Trains t which generally also can mean a directional diffuse (specular diffuse) reflection and particularly preferably a uniform diffuse reflection is concerned, for example by a coating and / or roughening of the surface.
  • the reflectivity in the visible region of the spectrum can, for example, in this order increasingly be at least 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% or 90%, particularly preferably based on uniformly diffuse reflection.
  • a directed reflective surface area may be, for example, wherein a reflectivity of at least 90%, 95% or 98 "6 before it can be ⁇ Trains t.
  • the efficiency of the lighting unit can be increased. Since the preferred reflection is diffuse, the light beams are therefore not reflected with respect to the directions as in a geometric image, but with a certain random distribution, it is advantageously possible to avoid specular reflection of the components and to give the impression of a more uniform illumination.
  • an additive may additionally or independently also fulfill a different function, that is, for example, (also) an additive for increasing the thermal conductivity of the substrate body may be provided, for example particles of an electrically non-conductive ceramic.
  • particles which have BN, AlN, Al 2 O 3 and / or Sic, or particles which consist solely thereof, may be embedded in the substrate body.
  • the thermal conductivity of the substrate body is increased compared to that of the base material and, for example, in this order increasingly preferably at least 2 W / (mK), 4 W / (mK), 6 W / (mK), 8 W / (mK) or 10 W / (mK).
  • the thermal conductivity of the substrate body is increased compared to that of the base material and, for example, in this order increasingly preferably at least 2 W / (mK), 4 W / (mK), 6 W / (mK), 8 W / (mK) or 10 W / (mK).
  • a ge ⁇ special heat sink which can simplify design and manufacture.
  • fibers may be embedded in the substrate body, for example glass fibers and / or a mineral filler.
  • An optical element can also be integrated or integrated into the substrate body, that is to say in particular an optically transmissive element, such as, for example, a prism or grating.
  • an optically transmissive element such as, for example, a prism or grating.
  • a symmetrically constructed substrate body may be preferred, for example a rotationally symmetrical substrate body.
  • the substrate body can also be translationally symmetrical, that is to say result by displacement, preferably linear displacement, of a section, in particular in the case of an extruded circuit carrier.
  • a lighting unit wherein from ⁇
  • a wiring pattern for wiring of the components is provided on the surface.
  • a ( "inner") the components supporting surface area is preferably more flat and not in strip form, that have the smallest and the largest extension of this surface area, for example a ratio of at least 1/5, more preferably Minim ⁇ least 1/4, 1/3 , 1/2 or 3/4, more preferably, the surface area is approximately square, and reference is made to the above definition of "surface area”.
  • an outer surface area which is opposite to the inner surface carrying the components surface area, provided as the outer surface of a lamp body.
  • the lighting unit according to the invention must then be covered in a lamp not back with a housing element of the lamp, but is free in this respect.
  • the invention also explicitly relates to such a luminaire and a corresponding use of a lighting unit.
  • luminaire may mean, for example, the device which connects via the mains to a power socket or a clamping / screwing / soldering contact, in which case one or more lighting unit (s) can be seated, ie held.
  • the interconnect structure can in principle be applied, for example as part of a multi-component injection molding ⁇ the using as a component of the substrate body is injection molded, and as the other component such as a metallizable plastic, which is then electroplated example ⁇ example.
  • a carrier with the conductor track structure can also be inserted and back-injected.
  • the conductor ⁇ web structure may for example also in a hot embossing process be imparted to the previously injection-molded substrate member, such as a moving within the same embossing press punched metal foil starting.
  • the conductor track structure can also be applied by methods known from semiconductor production, ie by appropriate masking, wherein in exposed areas of a large-area applied (paint) mask, for example, the conductor track structure can grow or a previously deposited metal layer (under the (paint) mask) can be removed, for example by etching.
  • a laser beam "writes" the conductor track structure on the surface of the (injection-molded or extruded) substrate body and thereby embedded in the substrate body germs for exposes the subsequent metallization.
  • the conductor track structure can also be applied by methods known from semiconductor production, ie by appropriate masking, wherein in exposed areas of a large-area applied (paint) mask, for example, the conductor track structure can grow or a previously deposited metal layer (under the (paint) mask) can be removed, for example by etching.
  • the light incident on the substrate body from the first of the components generates an irradiation intensity distribution with a maximum and a part of the light re-emitted in the region of this maximum falls on an area of the substrate body which is from the first structure ⁇ element is not illuminated directly.
  • the maximum of the Be ⁇ radiation intensity distribution is effectively a virtual light source; the light emitted by this (re) light (like the light directly emitted by the components) can again be formed by the substrate body.
  • this virtual light source containing sectional plane defines a emanating de of the virtual light source tangent to the substrate body also approximately the light emitted from the lighting unit as a whole Strah ⁇ lenbündel to the outside; it is therefore this outer portion of the beam from the virtual light source ⁇ "supplied". Since the irradiance distribution has a certain curve, and the beam is then cut off is usually not “armed” and after outside limited, but the intensity seen from the maximum, for example over an angular range of at least 5 ° or 10 ° and at most 30 ° or 20 ° decrease ⁇ men.
  • a “maximum of irradiance distribution” may be an increased power in a “maximum surface area” that may, for example, have a diameter of less than 40 mm, 30 mm, 20 mm, or 10 mm (the term “diameter” is not necessarily so generally implying the mean of the smallest and largest extents), the average irradiance entering the maximum surface area may, for example, be around that in a surrounding region of about three, five or seven times the diameter at least two, three, four or five times larger.
  • the virtual light source also particularly preferably has a shading angle range, and it is expressly intended for the latter to also disclose the preferred angles and arrangements given above for the first shading angle range.
  • a preferred embodiment relates to a set of at least two lighting units. These at least two lighting units differ in the arrangement of the respective plurality of components, but are characterized by identical substrate body; The arrangement of the components differs in such a way that the two lighting units have a different emission characteristics.
  • the emission characteristic of the components of the set may be about the extent "different", as viewed in the same sectional plane polar diagrams (with at ⁇ play, on the maximum power normalized power) to at least 10%, 20%, 30%, 40% and 50 % are congruent not, based on the the larger area enclosing polar diagram. with only one type of substrate body and accordingly only one injection ⁇ tool or only one female in the case of extrusion different lighting units can thus realize what increase the modularity and cost of manufacture ⁇ can help reduce.
  • the invention also relates to a method for operating the lighting unit, where (at least) the first component in (at least) a first and a second operating state, light of different intensity emit ⁇ advantage, that is, for example, in this order with increasing preference in its intensity by at least 20 %, 30%, 40% and 45% distinctive light, respectively.
  • the illumination unit has a different emission characteristic in the first and second operating states due to a different shadowing, and reference is made to the definition of "different" in the preceding paragraph
  • the total centroid beam in the second operating state is at least 10 ° in this Rei ⁇ hen blur increasing preference at least 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, 60 °, 70 °, tilted with respect to the first operating state. This is also disclosed for the above-described set of at least two illumination units Thus, their respective total centroid rays should preferably be tilted accordingly.
  • the invention also relates to the use of an illumination unit or a lamp equipped with such an illumination unit for the general illumination, in particular for illumination with a fixed lamp, preferably for the lighting of a building, such as its immediacy ⁇ cash environment or preferably its interior, in particular for the illumination a work surface, such as a desk.
  • an illumination unit used therein can be operated in a manner described in the standing before ⁇ paragraphs manner.
  • Fig. 1 is a first illustration of a
  • Fig. 2 is a sectional view of the embodiment of FIG. 1;
  • FIG. 3 intensity distribution of the lighting unit according to Figures 1 and 2 in a lardiagramm.
  • FIG. 5 shows a lighting unit according to the invention in an oblique view
  • FIG. 6 shows the lighting unit of Figure 5 in egg ⁇ ner sectional view. 7 a, b, c intensity distributions of the illumination unit according to FIGS. 5 and 6 in different operating states; FIGS. 8 a, b, c show a further invention
  • Lighting unit in an oblique view, a side view and a bottom view
  • FIG. 9 the intensity distribution of an illumination unit according to Figures 8 a, b, c in egg ⁇ nem polar diagram;
  • Figs. 10 a, b, c the intensity of the red, green and blue light at the exit of the loading ⁇ illumination unit in accordance with the Fig. 8a, b, c.
  • the substrate body 2 does not show a complete illumination unit 1 according to the invention, as only one component 3, that is to say only one of the LEDs actually provided in a plurality, is shown on the substrate body 2 for the sake of clarity.
  • the conductor track structure used to make contact with the LED is likewise not shown, but lies together with the LED (s) on the same surface area of the substrate body 2, ie 1, the opposite "outer" surface area not visible in FIG. 1 represents an outer surface of a luminaire carrying the illumination unit 1 according to the invention.
  • Fig. 2 shows the lighting unit in accordance with Fig. 1 in egg ⁇ ner sectional view, the section plane is located in a the center of gravity beam 21 of the illumination unit 1 plane containing.
  • the total center of gravity beam 21 results from the emission characteristic explained in greater detail with reference to FIG. 3, and is therefore determined by the light emitted by the LED 3 with the center of gravity beam 21 and its partial shading by or reflection on the substrate body 2. (In an actual illumination unit 1 affect a plurality of LEDs 3, each ⁇ chosen range centroid beam 22 the overall center of gravity beam 21.)
  • Fig. 3 shows the resultant far-field intensity distribution of these ⁇ (exemplary) with only one LED 3-powered illumination unit 1, in a polar diagram with intensity to the maximum intensity normalized In ⁇ .
  • a first straight line 25 and a second straight line 26 are drawn, which limit the beam substantially ⁇ limits.
  • the second straight line 26 does not lie at an angle which corresponds to that of the left-hand leg of the substrate body 2 in FIG. 2 (this would be approximately -25 °), but somewhat "shallower", namely at -40 ° Thus, due to the reflection on the substrate body, an angular range is illuminated in which no light would fall when viewing the LED 3 alone or in the case of a perfectly absorbent substrate body 2.
  • FIG. 4 illustrates the formation of the flatter second straight line 26.
  • the FIGURE shows the illumination unit 1 in a plan view, namely (with reference to the orientation according to FIG. 2), looking from below onto the surface of the substrate body 2.
  • the light falling from the LED 3 onto the substrate body 2 generates thereon an irradiation intensity distribution, which is represented in FIG. 4 by contour lines. It can be seen that the irradiance distribution near the top of the substrate body 2, at the upper end of the right th long leg has a maximum of 41. Its position is also marked in the sectional view of FIG. 2 by a corresponding circle. Since in this surface area so much light from the LED 3 is incident, also a corresponding amount of light is re-emitted; the region of the maximum 41 represents a virtual light source in this respect. The light re-emitted by the latter is partially shaded by the substrate body 2 (like the light emitted directly by the LED 3); From a corresponding tangent results in the beam approximately limiting second straight line 26th
  • FIG 5 shows a lighting unit 1 according to the invention with a substrate body 2, on which a first LED 3a and a second LED 3b are arranged. Also conceivable is an illumination unit 1, the out ⁇ formed as an elongate body and shipping ⁇ hen for example, with a total of 50 LEDs 3, FIG 5 then show one of 25 angioge- translated portions, the lighting unit may be so constructed by linear displacement of the portion ,
  • FIG. 6 shows the illumination unit 1 according to FIG. 5 in a side view looking thereon, again the first 3a and the second LED 3b can be seen arranged on the substrate body 2.
  • the first, left in the figure the legs of the substrate body 2, on which the first LED 3a is attached ⁇ arranged, and the second, right in the figure the legs of the substrate body 2, on which the second LED 3b is angeord ⁇ net, are perpendicular to each , Accordingly, the first 22a and the second centroid ray 22b are perpendicular to each other.
  • FIGS. 7a, b, c show the intensity distribution of the lighting unit 1 according to FIGS. 5 and 6 in polar diagrams , namely for three different operating states.
  • the lighting situation shown in Figure 7c, in which the second LED al lein is operated 3b is to mirror ⁇ symmetrical (with respect to the 0 ° axis).
  • the total center of gravity beam 21b is thus at about -25 °, and the first straight line 25b limits the beam to the left.
  • the orientation of the total center of gravity beam 21 can thus be changed by approximately 50 °, which may be of interest, for example, in the selective illumination of a work surface.
  • FIG. 7b shows a third operating state in which the first 2a and the second LED 2b (which are identical in construction) be operated with the same power, so emit light of the same intensity and distribution.
  • the power of each LED 3a, b is selected such that the same overall performance results for the three operating states (FIGS. 7a, b, c); in the operating state illustrated in FIG. 7b, the LEDs 3a, b are thus operated at half power respectively.
  • FIGS. 8a, b, c show a further illumination unit 1 according to the invention, in an oblique view from below (FIG. 8a), in a side view (FIG. 8b) and in a plan view from below (FIG. 8c).
  • the substrate ⁇ body 2 is hollow spherical in this case, that is corresponds to a below its center point cut hollow spherical shape.
  • the substrate body 2 thus forms a partially opened ⁇ te hollow sphere whose inner surface, on which the LEDs 3 are arranged, limits a cavity.
  • the outer surface 81 is a visible outer surface of the luminaire.
  • the LEDs 3 are statistically distributed, with LEDs 3 of three different colors (red, green, blue) being provided; Mixing the red, green and blue light produces white light.
  • FIG. 9 shows an intensity distribution in a polar diagram for the illumination unit 1 according to FIG.
  • the light exits at the light exit surface 82, that is to say the opening of the hollow spherical shape, and has approximately a Lambertian characteristic (FIG. 9).
  • the outlet surface 82 is tapered with respect to the inner diameter of the hollow sphere, in the plan view from below according to FIG. 8c, a collar 83 projecting inwards (relative to the distance to the total center of gravity beam 21) can be seen, which therefore projects the light exit surface 82.
  • FIGS. 10 a, b, c show the intensity distribution of the red (FIG. 10 a), green (FIG. 10 b) and blue (FIG. 10 c) light exiting at the exit surface 82, in each case normalized to the maximum intensity.
  • Per color is the intensity profile for two in the off ⁇ exit surface 21 lying straight lines 101, 102 illustrated, and which extend respectively through the center of the exit surface 82 perpendicular to each other.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit mit einem als urgeformter Schaltungsträger aus einem Kunststoffmaterial vorgesehen Substratkörper mit einer zumindest abschnittsweise konkaven Oberfläche, auf welcher eine Mehrzahl optoelektronische Bauelemente angeordnet sind, wobei ein Teil des von einem ersten der Mehrzahl Bauelemente emittierten Lichts auf die Oberfläche des Substratkörpers fällt und diese teilweise Abschattung des Lichts die räumliche Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungseinheit mitbestimmt.

Description

Beschreibung
BELEUCHTUNGSEINHEIT MIT LICHTEMITTIERENDEM BAUELEMENT
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Beleuchtungsein heit mit einem Substratkörper einem opto elektronischen Bauelement.
Stand der Technik Gegenüber konventionellen Glüh- oder auch Leuchtstofflampen können sich gegenwärtig entwickelte optoelektronische Lichtquellen durch eine verbesserte Energieeffizienz auszeichnen. Im Rahmen dieser Offenbarung beziehen sich die Begriffe „optoelektronisches Bauelement" und „LED" auf ein Strahlung emittierendes optoelektronisches Bauelement aus einem halbleitenden Material, zum Beispiel auf eine anorganische oder auch organische Leuchtdiode.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Beleuchtungseinheit mit optoelektronischem Bauelement anzugeben.
Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß löst dieses Problem eine Beleuchtungsein¬ heit mit einem Substratkörper mit einer zumindest abschnittsweise konkaven Oberfläche und mit einer Mehrzahl optoelektronischen Bauelementen, die dazu ausgelegt sind, im Betrieb an einer jeweiligen Abstrahlfläche Licht zu emittieren, wobei ein erstes Bauelement der Mehrzahl Bau¬ elemente derart auf der Oberfläche des Substratkörpers angeordnet ist, dass ein Teil des an der Abstrahlfläche des ersten Bauelements emittierten Lichts auf die Ober¬ fläche des Substratkörpers fällt, und wobei der Substrat¬ körper als urgeformter, insbesondere spritzgegossener oder extrudierter, Schaltungsträger aus einem Kunststoff- material vorgesehen ist und durch die teilweise Abschat¬ tung des Lichts die räumliche Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungseinheit mitbestimmt.
Die teilweise Abschattung erfolgt im Allgemeinen für zumindest ein „erstes Bauelement", auf welches auch mit den Konkretisierungen der abhängigen Ansprüche Bezug genommen wird. Vorzugsweise gelten die entsprechenden Beziehungen jedoch auch für ein „zweites Bauelement" und auch weitere Bauelemente, nämlich beispielsweise für in dieser Reihen¬ folge zunehmend bevorzugt mindestens 25 %, 50 %, 75 % der Bauelemente bzw. sämtliche Bauelemente.
Ein für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit vorgese¬ hener Substratkörper erfüllt verschiedene Funktionen, was die Integrationstiefe erhöhen und damit etwa den Aufbau und die Herstellung insgesamt vereinfachen kann. So dient der Substratkörper zunächst als Träger, der die Bauelemente in einer räumlichen Anordnung zueinander hält. Ferner fällt ein Teil des an der/den Abstrahlfläche (n) des bzw. der Bauelemente emittierten Lichts auf die Oberflä¬ che des Substratkörpers, dient dieser durch diese teil- weise Abschattung und gegebenenfalls eine nachstehend weiter im Detail erläuterte Reflexion also auch der Strahlbündelformung. Der Substratkörper selbst ist dabei vorzugsweise nicht transmissiv, es erfolgt insbesondere keine diffuse Transmission, wenngleich selbstverständlich transmissive Bereiche in den Substratkörper eingearbeitet sein können. Dabei ist der Substratkörper als urgeformter Schaltungs¬ träger vorgesehen, integriert er also auch eine Leiterbahnfunktion; die Bauelemente können beispielsweise über eine integrierte Leiterbahnstruktur miteinander und/oder auch mit einer Treiber- und/oder Steuerelektronik verbunden sein. Etwa eine aus dem Stand der Technik zur Verdrahtung eines Bauelements bekannte Leiterplatte bietet hingegen keine Gestaltungsfreiheit im Dreidimensionalen, und es sind zur Lichtformung weitere Komponenten notwen- dig.
Der Substratkörper der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit wird hingegen mit einer zumindest abschnittsweise konkaven Oberfläche vorgesehen und schattet, je nach Blickrichtung auf die Beleuchtungseinheit, die Abstrahl- flächen des bzw. der Bauelemente teilweise ab. In anderen Worten wird das von einem einzelnen Bauelement emittierte Strahlenbündel, vielfach ein Lambertsches Strahlenbündel, durch den die Bauelemente tragenden Substratkörper selbst geformt, der Substratkörper „schneidet" durch die Ab- schattung gewisse Winkel aus dem Strahlenbündel aus. Das abgeschattete (ausgeschnittene) Licht kann vom Substrat¬ körper absorbiert und/oder reflektiert werden.
Ein erfindungsgemäß vorgesehener Substratkörper vereint also vorteilhafterweise eine strahlformende Funktion, al- so optische Eigenschaften, und dient zugleich als strukturelles Element auch der Montage der Bauelemente sowie gegebenenfalls der Wärmeabfuhr von diesen, wobei der Substratkörper idealerweise zugleich Träger einer Leiterbahnstruktur ist, vorzugsweise einer integrierten Leiter- bahnstruktur, also die elektrische Kontaktierung der Bauelemente zur Verfügung stellt. Die Erfinder haben festgestellt, dass ein möglicher Nachteil eines urgeformten Substratkörpers aus einem Kunst¬ stoffmaterial , etwa aus einem thermoplastischen Material, im Vergleich zu beispielsweise einer FR4-Leiterplatte ge- gebenenfalls in einer schlechteren Wärmeleitung und dementsprechend schlechteren Kühlung bestehen kann. Für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit werden deshalb eine Mehrzahl Bauelemente vorgesehen, sodass sich die insge¬ samt anfallende Verlustleistung vorteilhafterweise auf den Substratkörper verteilt, also jedenfalls nicht auf eine einzige Stelle konzentriert ist.
Die Beleuchtungseinheit umfasst mindestens zwei Bauele¬ mente, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindes¬ tens 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 bzw. 50 Bauelemen- te .
Unabhängig von der Anzahl Bauelemente soll der Substratkörper vorzugsweise in den jeweiligen Bereichen unterhalb der Bauelemente jeweils eine gewisse Mindestdicke haben, beispielsweise von mindestens 2 mm, 4 mm, 6 mm, 8 mm bzw. 10 mm; mögliche Obergrenzen können unabhängig davon beispielsweise bei 20 cm, 15 cm, 10 cm bzw. 5 cm liegen. Die „Mindestdicke" wird dabei in Richtung des Schwerpunkt¬ strahls des jeweiligen Bauelements gemessen.
Der Begriff „Bauelement" bzw. „LED" kann sowohl eine für sich gehäuste als im Allgemeinen auch eine für sich ungehäuste LED meinen; generell kann also beispielsweise ein LED-Chip selbst auf den Substratkörper gesetzt werden, etwa auch als Flip-Chip . Vorzugsweise werden auf dem Substratkörper jedoch bereits zuvor für sich gehäuste Bauelemente angeordnet, die also jeweils ein eigenes Ge- häuse haben (in einem Gehäuse können dabei auch mehrere LED-Chips vorgesehen sein) ; „Gehäuse" meint insoweit eine gewisse, nicht notwendigerweise vollständige Ummantelung mit beispielsweise einem Vergussmaterial, üblicherweise zusammen mit einer der elektrischen und/oder thermischen Kontaktierung dienenden Trägerplatte.
Ein „urgeformter Schaltungsträger" kann beispielsweise ein Extrusionsteil (extrudierter Schaltungsträger) und vorzugsweise ein Spritzgussteil (spritzgegossener Schal- tungsträger) sein. Der „urgeformte" Schaltungsträger ist ein fester Körper, der aus einem zuvor üblicherweise formlosen Stoff hergestellt wird.
Der Begriff „spritzgegossener Schaltungsträger" bezieht sich dabei auf einen Körper, der von einer Kavität frei- gegeben wird, welcher zuvor zumindest innerhalb gewisser Grenzen fließfähiges Material zugeführt wurde, das in der Kavität zumindest teilweise erhärtet ist. Vorzugsweise wird unter erhöhtem Druck zugeführt, beispielsweise bei mindestens 100 bar, 500 bar, bzw. 1000 bar; mögliche Obergrenzen können etwa bei 3000 bar , 2500 bar oder 2250 bar liegen. Das Härten kann beispielsweise bei einer gegenüber der Zuführtemperatur anderen Härtetemperatur erfolgen, im Falle eines thermoplastischen Materials beispielsweise bei geringerer und im Falle eines duroplastischen Materials etwa bei höherer Temperatur.
Als „Kunststoffmaterial " kann beispielsweise Polypropylen (PP, insbesondere strahlenvernetzt), Polyamid (zum Bei¬ spiel PA6, PA66, PA10, PA11, PA12), insbesondere hochtem¬ peraturbeständiges Polyamid wie PPA oder PA46, Polyester (zum Beispiel PBT, PET, PBT/PET, PCT, ABS, ABS/PC), Polyphenylensulfid, LCP und/oder PEEK vorgesehen sein.
Die Oberfläche des urgeformten Substratkörpers ist jeden¬ falls „abschnittsweise konkav", d. h. eine Ebene, die die Abstrahlfläche des (ersten) Bauelements beinhaltet, schneidet die Oberfläche; vorzugsweise gilt dies für sämtliche Bauelemente der Mehrzahl. Im Allgemeinen müssen die Abstrahlflächen selbstverständlich nicht eben ausgebildet sein und bezieht sich dies insoweit auf eine planar approximierte Abstrahlfläche.
Soweit im Rahmen dieser Offenbarung auf die Ausbreitung von Strahlung bzw. Licht Bezug genommen wird, heißt dies selbstverständlich nicht, dass zur Erfüllung des Gegenstands eine entsprechende Ausbreitung erfolgen muss; die Beleuchtungseinheit soll für eine entsprechende Ausbrei¬ tung ausgelegt sein. Die Begriffe „Strahlung" und „Licht" werden im Rahmen des Offenbarung synonym verwendet und können im Allgemeinen auch elektromagnetische Strahlung im Ultravioletten oder Infraroten umfassen; vorzugsweise beziehen sie sich auf den sichtbaren Bereich des Spektrums .
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und weiterhin in der Beschreibung. Dabei wird in der Darstellung auch nachstehend nicht im Einzel- nen zwischen den verschiedenen Anspruchskategorien unterschieden; die Offenbarung ist jedenfalls implizit hin¬ sichtlich einer Beleuchtungseinheit, einer entsprechenden Leuchte und jeweiligen Herstellungs-, Betriebs- bzw. Ver¬ wendungsaspekten zu lesen. In bevorzugter Ausgestaltung sind das erste der Bauelemente und der Substratkörper solchermaßen vorgesehen, dass in einer den Schwerpunktstrahl des ersten Bauelements beinhaltenden Schnittebene betrachtet mindestens das sich innerhalb eines zusammenhängenden ersten Ab- schattungswinkelbereichs von 20° ausbreitende Licht auf den Substratkörper fällt. Der Scheitel des Abschattungs- winkels liegt dabei im Schnittpunkt zwischen Schwerpunkt¬ strahl und Abstrahlfläche. Der Abschattungswinkelbereich kann in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80° bzw. 85° betragen. Der „Schwerpunktstrahl" ergibt sich als Schwerpunktstrahl der nach der Leistung gewichteten Strahlen des von dem entsprechenden Bauelement emittierten Strahlenbündels; etwa im Falle einer recht¬ eckigen, Lambertsch emittierenden Abstrahlfläche liegt er im Flächenmittelpunkt senkrecht auf die Abstrahlfläche.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Abschattungswinkelbereich gegenüber dem Schwerpunktstrahl maximal verkippt - der Abschattungswinkelbereich ist ein mit Licht „gefüllter" Bereich, es soll also das von dem Bauelement emittierte Strahlenbündel vom Rand (maximale Verkippungswinkel ) beginnend abgeschattet werden. In an¬ deren Worten wird also mit gegenüber dem Schwerpunkt- strahl maximal verkippten Strahlen beginnend abgeschat¬ tet. Je nach Ausdehnung des Abschattungswinkelbereichs kann dieser dann bis zum Schwerpunktstrahl oder auch darüber hinaus reichen.
Dies alles gilt vorzugsweise nicht nur für das erste Bau- element, sondern auch für ein zweites Bauelement und be- sonders bevorzugt weitere Bauelemente, etwa mindestens 2, 5, 8 bzw. 10 Bauelemente.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweites Bauelement der Mehrzahl Bauelemente in dem Bereich der Oberfläche angeordnet ist, auf welchen ein Teil des von dem ersten Bauelement emittierten Lichts direkt (ohne vorheriger Reflexion) fällt. Dies gilt besonders bevorzugt jeweils paarweise für mindestens 25 %, 50 %, 75 % der Bauelemente bzw. sämtliche Bauelemente. Im Allgemei- nen könnte die Oberfläche neben der konkaven Form indes selbstverständlich auch lokal konvex ausgebildet sein, könnte also eben beispielsweise eine lokale Erhebung zwi¬ schen zwei Bauelementen diese relativ zueinander abschatten . Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat ein Bereich der Oberfläche, in welchem Bauelemente angeordnet sind, in einer den Gesamtschwerpunktstrahl der Beleuchtungseinheit beinhaltenden Schnittebene betrachtet eine zumindest ab¬ schnittsweise einem Kegelschnitt entsprechende Form; der „Gesamtschwerpunktstrahl" ist als Mittelwert der gesamten von der Beleuchtungseinheit emittierten, nach der Leistung gewichteten Strahlen gebildet und entspricht etwa im Falle einer Abstrahlcharakteristik mit Rotationssymmetrie der Rotationsachse. Die konkave Oberfläche hat also (in besagter Schnittebene betrachtet) abschnittsweise eine „einem Kegelschnitt ent¬ sprechende Form", kann also einen Teil einer Ellipse bzw. eines Kreises oder auch einer Hyperbel bzw. Parabel be¬ schreiben; „abschnittsweise" kann insoweit von einem Brennpunkt der Kegelschnittform aus betrachtet eine sich über einen Winkelbereich von mindestens 45°, 90° bzw. 135° erstreckende Form meinen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform (die besonders bevorzugt mit einer Kegelschnittform kombiniert sein kann) ist die Oberfläche in einer den Gesamtschwerpunktstrahl beinhaltenden Schnittebene betrachtet topfförmig ausge¬ bildet, beispielweise U- oder V-förmig, und springt ein vorzugsweise umlaufender Rand dieser Topfform gegenüber einem Bereich der Oberfläche, auf welchem die Bauelemente angeordnet sind, nach innen zurück. In anderen Worten begrenzt ein Oberflächenbereich des Substratkörpers eine Kavität (die Topfform) und verdeckt diese durch einen Kragen (den nach innen zurückspringenden Rand) teilweise.
Der „Oberflächenbereich" kann beispielsweise durch eine die äußeren Bauteile der Anordnung tangierende Einhüllende festgelegt sein oder sich etwa auch bis zu einem Be¬ reich erstrecken, in dem sich, etwa in einer den Gesamtschwerpunktstrahl beinhaltenden Schnittebene betrachtet, die Krümmungsrichtung der Substratkörperoberfläche än- dert, diese also konvex wird.
Diese Ausführungsform mit „Kragen" ist insbesondere bei Bauelementen von Interesse, die Licht unterschiedlicher Farbe emittieren, weil in dem Hohlraum eine Lichtmischung erfolgen kann und der nach innen zurückspringende Randbe- reich zugleich den direkten Blick auf zumindest einige der Bauelemente verdeckt. Der zurückspringende Randbe¬ reich stellt in gewisser Hinsicht eine „Hinterschneidung" dar, die sich in besonders vorteilhafter Weise mit einem erfindungsgemäß vorgesehenen spritzgegossenen oder extru- dierten Schaltungsträger realisieren lässt. In bevorzugter Ausgestaltung ist der Substratkörper einstückig ausgebildet, also als monolithisches Bauteil ohne Materialgrenze. Dies bezieht sich selbstverständlich nur auf den die zumindest abschnittsweise konkave Ober- fläche zur Verfügung stellenden Substratkörper selbst, eine an dessen Oberfläche vorgesehene Leiterbahnstruktur ist aus einem metallischen Material vorgesehen.
Neben der der elektrischen Kontaktierung der Bauelemente dienenden Leiterbahnstruktur können im Allgemeinen auch strukturierte Beschichtungen zur gerichteten und/oder diffusen Reflexion bzw. Absorption aufgebracht sein, um die optischen Eigenschaften des Substrats lokal zu beeinflussen. Vorzugsweise ist auf der Oberfläche jedoch al¬ lein die der elektrischen Kontaktierung dienende Leiter- bahnstruktur vorgesehen und sind optische und/oder thermische Eigenschaften durch in den Substratkörper eingebettete Partikel eingestellt.
Die „einstückige" Ausgestaltung schließt also in den Sub¬ stratkörper eingebettete, darin zufallsverteilte Partikel nicht aus. Ein in den Substratkörper eingebettetes Addi¬ tiv kann sogar (auch unabhängig von der Einstückigkeit ) bevorzugt sein, etwa um der Oberfläche diffuse und/oder gerichtet reflektierende oder gezielt absorbierende Ei¬ genschaften zu verleihen; besonders bevorzugt wird dazu ein Farbpigment in den Substratkörper eingebettet, etwa Titandioxid-Partikel .
Generell kann das Vorsehen einer diffus reflektierenden Oberfläche (zumindest eines Oberflächenbereichs) bevor¬ zugt sein, was im Allgemeinen auch eine gerichtete diffu- se (spekular diffuse) Reflexion meinen kann und besonders bevorzugt eine gleichmäßig diffuse Reflexion betrifft, etwa durch eine Beschichtung und/oder Anrauung der Oberfläche. Die Reflektivität im sichtbaren Bereich des Spektrums kann insoweit beispielsweise in dieser Reihen- folge zunehmend bevorzugt mindestens 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % bzw. 90 % betragen, besonders bevorzugt bezogen auf eine gleichmäßig diffuse Reflexion.
Bevorzugt kann auch ein gerichtet reflektierender Oberflächenbereich sein, wobei beispielsweise eine Reflektivität von mindestens 90 %, 95 % bzw, 98 "6 bevor¬ zugt sein kann.
Indem also jedenfalls die Absorption verringert ist, lässt sich die Effizienz der Beleuchtungseinheit erhöhen. Da die bevorzugte Reflexion diffus ist, die Lichtstrahlen also nicht wie bei einer geometrischen Abbildung, sondern mit einer gewissen Zufallsverteilung hinsichtlich der Richtungen reflektiert werden, lässt sich vorteilhafterweise eine Einzelheiten erkennbar machende Spiegelung der Bauelemente vermeiden und kann der Eindruck einer gleich- mäßigeren Ausleuchtung entstehen.
Im Übrigen kann ein Additiv zusätzlich oder auch unabhängig davon auch eine andere Funktion erfüllen, kann also beispielsweise (auch) ein Additiv zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit des Substratkörpers vorgesehen sein, etwa Partikel aus einer elektrisch nicht leitenden Keramik. Es können beispielsweise Partikel, die BN, A1N, AI2O3 und/oder Sic aufweisen, bzw. allein daraus bestehende Partikel in den Substratkörper eingebettet sein. Trotz der in einer Mehrzahl vorgesehenen Bauelemente und der dementsprechend zumindest etwas über den Substratkör- per verteilt anfallenden Verlustleistung wird die Wärmeleitfähigkeit des Substratkörpers gegenüber jener des Grundmaterials erhöht und kann beispielsweise in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 2 W/ (mK) , 4 W/ (mK) , 6 W/ (mK) , 8 W/ (mK) bzw. 10 W/ (mK) betragen. Vorteilhafterweise kann dann beispielsweise auf einen ge¬ sonderten Kühlkörper verzichtet werden, was Aufbau und Herstellung vereinfachen kann.
Ferner kann auch ein Additiv zur Erhöhung der Festigkeit des Substratkörpers vorgesehen sein (zusätzlich zur Erhöhung der Reflektivität und/oder Leitfähigkeit oder auch unabhängig davon) , was die Freiheit bei der Formgebung, insbesondere Mindestdicken betreffend, erhöhen kann. Es können also beispielsweise Fasern in den Substratkörper eingebettet sein, beispielsweise Glasfasern und/oder ein Mineralfüllstoff .
In den Substratkörper kann auch ein optisches Element integriert bzw. integrierbar vorgesehen sein, also insbesondere ein optisch transmittierendes Element, wie bei- spielsweise ein Prisma oder Gitter. Generell ist auch ei¬ ne Aussparung im Substratkörper denkbar, durch die also ein Teil des Lichts von einem mit Bauelementen versehenen Oberflächenbereich zu einem entgegengesetzten Oberflächenbereich gelangen kann. Generell kann ein symmetrisch aufgebauter Substratkörper bevorzugt sein, etwa ein rotationssymmetrischer Substratkörper. Der Substratkörper kann auch translationssymmetrisch sein, also sich durch Verschiebung, vorzugsweise lineare Verschiebung, eines Teilstücks ergeben, insbeson- dere im Falle eines extrudierten Schaltungsträgers. Bevorzugt ist eine Beleuchtungseinheit, bei welcher aus¬ schließlich auf der Oberfläche eine Leiterbahnstruktur zur Verdrahtung der Bauelemente vorgesehen ist. Es wird in diesem Fall also auf den Substratkörper durchsetzende Durchkontakte oder dergleichen verzichtet, also auf den Substratkörper von einer zur entgegengesetzten Oberfläche durchsetzende Leiterbahnstücke, was wiederum die Herstel¬ lung vereinfachen kann. Besonders bevorzugt ist die Lei¬ terbahnstruktur ausschließlich auf dem auch die Bauele- mente tragenden, „inneren" Oberflächenbereich vorgesehen und ist der entgegengesetzte, „äußere" Oberflächenbereich des Substratkörpers frei von der Leiterbahnstruktur.
Prinzipiell ist ein („innerer") die Bauelemente tragender Oberflächenbereich vorzugsweise eher flächig und nicht streifenförmig, haben also die kleinste und die größte Erstreckung dieses Oberflächenbereichs beispielsweise ein Verhältnis von mindestens 1/5, weiter bevorzugt mindes¬ tens 1/4, 1/3, 1/2 bzw. 3/4; besonders bevorzugt ist der Oberflächenbereich annähernd quadratisch. Es wird auf die vorstehende Definition von „Oberflächenbereich" verwiesen .
In bevorzugter Ausgestaltung ist ein äußerer Oberflächenbereich, der dem inneren die Bauelemente tragenden Oberflächenbereich entgegengesetzt liegt, als Außenoberfläche eines Leuchtenkörpers vorgesehen. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit muss dann also in einer Leuchte nicht rückseitig mit einem Gehäuseelement der Leuchte abgedeckt werden, sondern liegt insoweit frei.
In anderen Worten trägt nicht nur die das von den Bauele- menten emittierte Licht formende Oberfläche der Beleuch- tungseinheit , sondern auch eine entgegengesetzte Außen¬ oberfläche zum ästhetischen Eindruck bei, den die Beleuchtungseinheit/Leuchte auf einen Betrachter hat. Die Erfindung betrifft explizit auch eine solche Leuchte und eine entsprechende Verwendung einer Beleuchtungseinheit.
Generell, auch unabhängig von der eben genannten speziellen Ausgestaltung, richtet sich die Erfindung auch auf eine Leuchte mit einer im Rahmen dieser Offenbarung beschriebenen Beleuchtungseinheit. Generell kann „Leuchte" beispielsweise die über etwa eine Steckdose oder einen Klemm-/Schraub-/Lötkontakt mit dem Stromnetz verbundende Vorrichtung meinen, in welcher dann eine bzw. mehrere Beleuchtungseinheit (en) sitzen, also gehalten sein können.
Die Leiterbahnstruktur kann prinzipiell beispielsweise im Rahmen eines Mehrkomponentenspritzgusses aufgebracht wer¬ den, wobei als eine Komponente der Substratkörper spritzgegossen wird und als andere Komponente etwa ein metallisierbarer Kunststoff, der anschließend beispiels¬ weise galvanisch beschichtet wird. In ein Spritzgusswerk- zeug kann auch ein Träger mit der Leiterbahnstruktur eingelegt und hinterspritzt werden. Ferner kann die Leiter¬ bahnstruktur beispielsweise auch in einem Heißprägeverfahren auf den zuvor spritzgegossenen Substratkörper aufgeprägt werden, etwa von einer in der Prägepresse zu- gleich gestanzten Metallfolie ausgehend.
Es ist auch möglich, die Leiterbahnstruktur durch Laser- Direkt-Strukturierung aufzubringen, wobei ein Laserstrahl auf der Oberfläche des (spritzgegossenen oder extrudier- ten) Substratkörpers die Leiterbahnstruktur „schreibt" und dabei in den Substratkörper eingebettete Keime für die nachfolgende Metallisierung freilegt. Andererseits kann die Leiterbahnstruktur auch mit aus der Halbleiterherstellung bekannten Verfahren aufgebracht werden, also durch entsprechende Maskierung, wobei in freigelegten Be- reichen einer großflächig aufgebrachten (Lack)maske beispielsweise die Leiterbahnstruktur aufwachsen kann oder eine zuvor abgeschiedene Metallschicht (unter der (Lack)maske) entfernt werden kann, beispielsweise durch Ätzen . Bei einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt das von dem ersten der Bauelemente auf den Substratkörper fallende Licht auf diesem eine Bestrahlungsstärkeverteilung mit einem Maximum und fällt ein Teil des im Bereich dieses Maximums von der Oberfläche reemittierten Lichts auf ei- nen Bereich des Substratkörpers, der von dem ersten Bau¬ element nicht direkt beleuchtet wird. Das Maximum der Be¬ strahlungsstärkeverteilung stellt gewissermaßen eine virtuelle Lichtquelle dar; das von dieser (re) emittierte Licht kann (wie das von den Bauelementen direkt emittier- te Licht) wiederum durch den Substratkörper geformt werden .
Besonders bevorzugt kann, in einer den Schwerpunktstrahl dieser virtuellen Lichtquelle beinhaltenden Schnittebene betrachtet, eine von der virtuellen Lichtquelle ausgehen- de Tangente an den Substratkörper auch näherungsweise das von der Beleuchtungseinheit im Gesamten emittierte Strah¬ lenbündel nach außen begrenzen; es wird also dieser äußere Bereich des Strahlenbündels von der virtuellen Licht¬ quelle „versorgt". Da die Bestrahlungsstärkeverteilung einen gewissen Verlauf hat, ist auch das Strahlenbündel dann üblicherweise nicht „scharf" abgeschnitten und nach außen begrenzt, sondern kann die Intensität vom Maximum aus gesehen beispielsweise über einen Winkelbereich von mindestens 5° bzw. 10° und höchstens 30° bzw. 20° abneh¬ men . Ein „Maximum der Bestrahlungsstärkeverteilung" kann beispielsweise eine in einem „Maximumflächenbereich", der beispielsweise einem Durchmesser von weniger als 40 mm, 30 mm, 20 mm bzw. 10 mm haben kann, erhöhte Leistung sein (der Begriff „Durchmesser" soll insoweit nicht zwingend eine Kreisgeometrie implizieren, sondern im Allgemeinen auf den Mittelwert aus kleinster und größter Erstreckung zu lesen sein) ; die in den Maximumflächenbereich einfallende mittlere Bestrahlungsstärke kann gegenüber jener in einem umgebenden Bereich mit etwa dem drei-, fünf- bzw. sieben-fachen Durchmesser beispielsweise um mindestens das zwei-, drei-, vier- bzw. fünf-fache größer sein.
Besonders bevorzugt hat die virtuelle Lichtquelle auch einen Abschattungswinkelbereich, und es sollen für diesen ausdrücklich auch die vorstehend für den ersten Abschat- tungswinkelbereich angegebenen bevorzugten Winkel und Anordnungen offenbart sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft einen Satz aus mindestens zwei Beleuchtungseinheiten. Diese mindestens zwei Beleuchtungseinheiten unterscheiden sich in der An- Ordnung der jeweiligen Mehrzahl Bauelemente, zeichnen sich jedoch durch baugleiche Substratkörper aus; die Anordnung der Bauelemente unterscheidet sich dabei derart, dass die beiden Beleuchtungseinheiten eine unterschiedliche Abstrahlcharakteristik haben. Die Abstrahlcharakteristik der Bauelemente des Satzes kann etwa insoweit „unterschiedlich" sein, als in derselben Schnittebene betrachtete Polardiagramme (mit bei¬ spielsweise auf die maximale Leistung normierter Leis- tung) zu mindestens 10 %, 20 %, 30 % , 40 % bzw. 50 % nicht deckungsgleich sind, bezogen auf das die größere Fläche einschließende Polardiagramm. Mit nur einem Typ Substratkörper und dementsprechend nur einem Spritzguss¬ werkzeug bzw. nur einer Matrize im Falle einer Extrusion lassen sich so unterschiedliche Beleuchtungseinheiten realisieren, was die Modularität erhöhen und Herstellungs¬ kosten reduzieren helfen kann.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der Beleuchtungseinheit, wobei (mindestens) das erste Bauelement in (mindestens) einem ersten und einem zweiten Betriebszustand Licht unterschiedlicher Intensität emit¬ tiert, also sich beispielsweise um in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt in seiner Intensität um mindestens 20 %, 30 %, 40 % bzw. 45 % unterscheidendes Licht. Die Beleuchtungseinheit hat, aufgrund einer unterschiedlichen Abschattung, in dem ersten und dem zweiten Betriebszustand eine unterschiedliche Abstrahlcharakteristik, und es wird auf die Definition von „unterschiedlich" im vorhergehenden Absatz verwiesen. Vorzugsweise ist der Gesamtschwerpunktstrahl in dem zweiten Betriebszustand um mindestens 10°, in dieser Rei¬ henfolge zunehmend bevorzugt mindestens 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, gegenüber dem ersten Betriebszustand verkippt. Dies soll auch für den vorstehend beschriebenen Satz aus mindestens zwei Beleuchtungseinheiten offenbart sein, sollen also deren jeweilige Gesamtschwerpunktstrahlen vorzugsweise entsprechend verkippt sein.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Beleuchtungseinheit bzw. einer Leuchte mit einer solchen Be- leuchtungseinheit zur Allgemeinbeleuchtung, insbesondere zur Beleuchtung mit einer ortsfesten Leuchte, vorzugsweise zur Beleuchtung eines Gebäudes, etwa dessen unmittel¬ baren Umfelds bzw. vorzugsweise dessen Inneren, insbesondere zur Ausleuchtung einer Arbeitsfläche, etwa eines Schreibtischs . Besonders bevorzugt kann eine entsprechend verwendete Beleuchtungseinheit dabei in einer in den vor¬ stehenden Absätzen beschriebenen Weise betrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und in dieser Form offenbart sein sollen.
Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine erste Veranschaulichung zu einer
leuchtungseinheit in einer Schrägansicht;
Fig. 2 Schnittdarstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 Intensitätsverteilung der Beleuchtungs einheit gemäß den Fig. 1 und 2 in einem lardiagramm;
Fig. 4 eine virtuelle Lichtquelle auf der Oberflä¬ che des Substratkörpers der Beleuchtungsein- heit gemäß den Figuren 1 bis 3, nämlich ein Maximum der Bestrahlungsstärkeverteilung;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit in einer Schrägansicht;
Fig. 6 die Beleuchtungseinheit gemäß Fig. 5 in ei¬ ner Schnittdarstellung; die Fig. 7 a, b, c Intensitätsverteilungen der Beleuchtungseinheit gemäß den Fig. 5 und 6 in unterschiedlichen Betriebs zuständen; die Fig. 8 a, b, c eine weitere erfindungsgemäße
Beleuchtungseinheit in einer Schrägansicht, einer Seitenansicht und einer Unteransicht;
Fig. 9 die Intensitätsverteilung einer Beleuchtungseinheit gemäß den Fig. 8 a, b, c in ei¬ nem Polardiagramm; die Fig. 10 a, b, c die Intensität des roten, grünen und blauen Lichts beim Austritt aus der Be¬ leuchtungseinheit gemäß den Fig. 8 a, b, c.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt insoweit keine vollständige erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 1, als auf dem Substratkörper 2 der Übersichtlichkeit halber nur ein Bauelement 3, also nur eine der tatsächlich in einer Mehrzahl vorgesehenen LEDs dargestellt ist. Die der Kontaktierung der LED dienende Leiterbahnstruktur ist ebenfalls nicht dargestellt, liegt jedoch gemeinsam mit der LED / den LEDs auf demselben Oberflächenbereich des Substratkörpers 2, also jenem „in- neren" Oberflächenbereich, auf dem in Fig. 1 der Blick fällt. Der entgegengesetzte „äußere", in Fig. 1 nicht sichtbare Oberflächenbereich stellt eine Außenoberfläche einer die erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 1 tragen- den Leuchte dar.
Fig. 2 zeigt die Beleuchtungseinheit gemäß Fig. 1 in ei¬ ner Schnittdarstellung, wobei die Schnittebene in einer den Gesamtschwerpunktstrahl 21 der Beleuchtungseinheit 1 beinhaltenden Ebene liegt. Der Gesamtschwerpunktstrahl 21 ergibt sich infolge der anhand von Fig. 3 näher erläuterten Abstrahlcharakteristik, wird also durch das von der LED 3 mit dem Schwerpunktstrahl 21 emittierte Licht und dessen teilweise Abschattung durch bzw. Reflexion am Substratkörper 2 bestimmt. (Bei einer tatsächlichen Beleuch- tungseinheit 1 beeinflussen eine Mehrzahl LEDs 3 mit je¬ weiligem Schwerpunktstrahl 22 den Gesamtschwerpunktstrahl 21. )
Die LED 3 und der Substratkörper 2 sind vorliegend derart zueinander angeordnet, dass der Schwerpunktstrahl 22 tan- gential an den Substratkörper 2 liegt. Entsprechend fällt die Hälfte des von der LED 3 Lambertsch emittierten Lichts auf den Substratkörper 2 und wird von diesem, konkret von darin eingebetteten Titandioxid-Partikeln, diffus reflektiert. Fig. 3 zeigt die im Fernfeld resultierende Intensitäts¬ verteilung dieser (exemplarisch) mit nur einer LED 3 betriebenen Beleuchtungseinheit 1, und zwar in einem Polardiagramm mit auf die maximale Intensität normierter In¬ tensität. Zur Orientierung und zum Vergleich mit Fig. 2 sind eine erste Gerade 25 und eine zweite Gerade 26 ein- gezeichnet, die das Strahlenbündel im Wesentlichen be¬ grenzen .
In dem Winkelbereich zwischen etwa 55° und 65° zeigt sich eine zu 65° hin abnehmende Intensität, obwohl das von der LED 3 direkt abgegebene Licht bei 65° sein Intensitätsma¬ ximum hat, vgl. den Schwerpunktstrahl 22 in Fig. 2. Der Grund hierfür ist, dass die Verteilung beim Maximum nicht einfach durch das Substrat abgeschnitten wird, sondern Licht diffus reflektiert und dementsprechend die Intensi- tät bei Winkeln < 60° verstärkt wird. Der Substratkör¬ per 2 dient der Strahlformung, bestimmt also die Ab¬ strahlcharakteristik mit.
Die zweite Gerade 26 liegt nicht bei einem Winkel, der jenem des in Fig. 2 linken Schenkels des Substratkör- pers 2 entspricht (dieser läge bei etwa -25°), sondern ein Stück weit „flacher", nämlich bei -40°. Es wird also aufgrund der Reflexion am Substratkörper ein Winkelbereich ausgeleuchtet, in den bei Betrachtung der LED 3 allein bzw. im Falle eines perfekt absorbierenden Substrat- körpers 2 kein Licht fallen würde.
Fig. 4 illustriert das Zustandekommen der flacheren zweiten Gerade 26. Die Figur zeigt die Beleuchtungseinheit 1 in einer Aufsicht, und zwar (bezogen auf die Orientierung gemäß Fig. 2) von unten auf die Oberfläche des Substrat- körpers 2 blickend.
Das von der LED 3 auf den Substratkörper 2 fallende Licht erzeugt auf diesem eine Bestrahlungsstärkeverteilung, die in Fig. 4 durch Höhenlinien dargestellt ist. Daraus ist erkennbar, dass die Bestrahlungsstärkeverteilung nahe des Scheitels des Substratkörpers 2, am oberen Ende des rech- ten langen Schenkels ein Maximum 41 hat. Dessen Lage ist auch in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 durch einen entsprechenden Kreis gekennzeichnet. Da in diesem Oberflächenbereich also besonders viel Licht von der LED 3 einfällt, wird auch dementsprechend viel Licht reemittiert; der Bereich des Maximums 41 stellt insoweit eine virtuelle Lichtquelle dar. Das von dieser reemittierte Licht wird (wie das direkt von der LED 3 emittierte Licht) teilweise vom Substratkörper 2 abge- schattet; aus einer entsprechenden Tangente ergibt sich die das Strahlenbündel näherungsweise begrenzende zweite Gerade 26.
Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 1 mit einem Substratkörper 2, auf dem eine erste LED 3a und eine zweite LED 3b angeordnet sind. Denkbar ist auch eine Beleuchtungseinheit 1, die als länglicher Körper ausge¬ bildet und beispielsweise mit insgesamt 50 LEDs 3 verse¬ hen ist, wobei Figur 5 dann eines von 25 aneinanderge- setzten Teilstücken zeigen, die Beleuchtungseinheit also durch lineare Verschiebung des Teilstücks aufgebaut sein könnte .
Fig. 6 zeigt die Beleuchtungseinheit 1 gemäß Figur 5 in einer Seitenansicht darauf blickend, es sind wiederum die erste 3a und zweite LED 3b auf dem Substratkörper 2 ange- ordnet zu erkennen. Der erste, in der Figur linke Schenkel des Substratkörpers 2, auf dem die erste LED 3a ange¬ ordnet ist, und der zweite, in der Figur rechte Schenkel des Substratkörpers 2, auf dem die zweite LED 3b angeord¬ net ist, stehen zueinander senkrecht. Dementsprechend sind auch der erste 22a und der zweite Schwerpunktstrahl 22b senkrecht zueinander. Die Figuren 7a, b, c zeigen die Intensitätsverteilung der Beleuchtungseinheit 1 gemäß den Figuren 5 und 6 in Polar¬ diagrammen, und zwar für drei unterschiedliche Betriebs- zustände . In dem ersten, in Figur 7a gezeigten Betriebszustand wird allein die erste LED 3a betrieben, bestimmt also das von dieser direkt emittierte Licht sowie das von dem Sub¬ stratkörper 2 reemittierte Licht (das originär auch von der ersten LED 3a stammt) die Abstrahlcharakteristik. Zur Orientierung und zum Vergleich mit Figur 6 ist die erste Gerade 25a eingezeichnet, die das Strahlenbündel „nach rechts" begrenzt. Die erste Gerade 25a ergibt sich in Fi¬ gur 6 als von Fußpunkt des Schwerpunktstrahls 22a ausge¬ hende Tangente an den Substratkörper 2. Der Substratkör- per 2 schattet im ersten Betriebszustand also einen Be¬ reich mit Winkeln > 65° ab, und es ergibt sich ein Ge¬ samtschwerpunktstrahl 21a, der bei einem Winkel von etwa 25° liegt.
Die Beleuchtungssituation gemäß Figur 7c, bei welcher al- lein die zweite LED 3b betrieben wird ist dazu spiegel¬ symmetrisch (bezüglich der 0°-Achse). Der Gesamtschwerpunktstrahl 21b liegt also bei etwa -25°, und die erste Gerade 25b begrenzt das Strahlenbündel nach links. Durch das Schalten zwischen den beiden Betriebszuständen (Figu- ren 7a und 7c) kann die Orientierung des Gesamtschwerpunktstrahls 21 also um etwa 50° verändert werden, was etwa bei der selektiven Ausleuchtung einer Arbeitsfläche von Interesse sein kann.
Fig. 7b zeigt einen dritten Betriebszustand, in welchem die erste 2a und die zweite LED 2b (die baugleich sind) mit gleicher Leistung betrieben werden, also Licht der selben Intensität und Verteilung emittieren. Die Leistung einer jeden LED 3a, b ist dabei so gewählt, dass sich für die drei Betriebszustände (Figuren 7a, b, c) jeweils die- selbe Gesamtleistung ergibt; in dem in Figur 7b veranschaulichten Betriebszustand werden die LEDs 3a, b also mit jeweils halber Leistung betrieben.
Der Gesamtschwerpunktstrahl 21 liegt in Figur 7b bei 0°, und das Strahlenbündel wird durch zu beiden Seiten hin durch die beiden ersten Geraden 25a, b begrenzt. Selbst¬ verständlich könnten die beiden LEDs 25a, b auch jeweils mit voller Leistung betrieben werden, und ließe sich so die Ausleuchtung im 0°-Bereich verstärken. Bei der eben genannten Ausleuchtung einer Arbeitsfläche könnte ein solcher Betriebszustand also im Falle einer besonders de¬ tailträchtigen Arbeit gewählt werden, wohingegen die Betriebszustände gemäß den Figuren 7a und 7c beispielsweise eine Beeinträchtigung durch Blendung verringern helfen können . Die Figuren 8a, b, c zeigen eine weitere erfindungsgemäße Beleuchtungseinheit 1, und zwar in einer Schrägansicht von unten (Figur 8a) , in einer Seitenansicht (Figur 8b) und in einer Aufsicht von unten (Figur 8c) . Der Substrat¬ körper 2 ist in diesem Fall hohlkugelförmig, entspricht also einer unterhalb ihres Mittelpunkts angeschnittenen Hohlkugelform.
Der Substratkörper 2 bildet somit eine teilweise geöffne¬ te Hohlkugel, deren innere Oberfläche, auf welcher die LEDs 3 angeordnet sind, eine Kavität begrenzt. Die entge- gengesetzte äußere Oberfläche 81 stellt eine sichtbare Außenoberfläche der Leuchte dar.
Auf der inneren Oberfläche sind die LEDs 3 statistisch verteilt, wobei LEDs 3 dreier unterschiedlicher Farben (rot, grün, blau) vorgesehen sind; durch Mischung des roten, grünen und blauen Lichts ergibt sich Weißlicht.
Fig. 9 zeigt für die Beleuchtungseinheit 1 gemäß Figur 8 eine Intensitätsverteilung in einem Polardiagramm. Das Licht tritt an der Lichtaustrittsfläche 82, also der Öff- nung der Hohlkugelform, aus und hat näherungsweise eine Lambertsche Charakteristik (Figur 9) .
Die Austrittsfläche 82 ist gegenüber dem Innendurchmesser der Hohlkugel verjüngt, in der Aufsicht von unten gemäß Figur 8c ist ein nach innen (bezogen auf den Abstand zum Gesamtschwerpunktstrahl 21) zurückspringender Kragen 83 zu erkennen, der also die Lichtaustrittsfläche 82 ver- j üngt .
Die Figuren 10 a, b, c zeigen die Intensitätsverteilung des roten (Figur 10a) , grünen (Figur 10b) und blauen (Fi- gur 10c) an der Austrittsfläche 82 austretenden Lichts, und zwar jeweils normiert auf die maximale Intensität. Je Farbe ist der Intensitätsverlauf für zwei in der Aus¬ trittsfläche 21 liegende Geraden 101, 102 dargestellt, die jeweils durch den Mittelpunkt der Austrittsfläche 82 verlaufen und zueinander senkrecht sind.
Aus den Figuren 10 a, b, c ist ersichtlich, dass für jede der drei Farben der Verlauf der relativen Intensität über die Austrittsfläche 82 von kleineren Schwankungen abgesehen vergleichsweise gleichmäßig ist. Dementsprechend wird also das rote, grüne und blaue Licht in der Kavität gut durchmischt, zeigt das austretende Weißlicht also eine nur geringe Schwankung im Farbort in Abhängigkeit von den räumlichen Koordinaten.

Claims

Ansprüche
Beleuchtungseinheit (1) mit
einem Substratkörper (2) mit einer zumindest abschnittsweise konkaven Oberfläche
und mit einer Mehrzahl optoelektronischen Bauelementen (3) , die dazu ausgelegt sind, im Betrieb an ei¬ ner jeweiligen Abstrahlfläche Licht zu emittieren, wobei ein erstes Bauelement (3) der Mehrzahl Bauele¬ mente (3) derart auf der Oberfläche des Substratkör¬ pers (2) angeordnet ist, dass ein Teil des an der Abstrahlfläche des ersten Bauelements (3) emittier¬ ten Lichts auf die Oberfläche des Substratkörpers
(2) fällt,
und wobei der Substratkörper (2) als urgeformter Schaltungsträger aus einem Kunststoffmaterial vorge¬ sehen ist und durch die teilweise Abschattung des Lichts die räumliche Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungseinheit (1) mitbestimmt.
Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 1, bei welcher ein erstes Bauelement (3) der Mehrzahl Bauelemente
(3) und der Substratkörper (2) solchermaßen vorgesehen sind, dass in einer den Schwerpunktstrahl (22) des ersten Bauelements (3) beinhaltenden Schnittebe¬ ne betrachtet das sich innerhalb eines zusammenhän¬ genden ersten Abschattungswinkelbereichs von mindes¬ tens 20° ausbreitende Licht auf den Substratkörper
(2) fällt. Beleuchtungseinheit (1) nach Anspruch 2, bei welcher der erste Abschattungswinkelbereich gegenüber dem Schwerpunktstrahl (22) maximal verkippt ist.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher ein zweites Bauelement (3) der Mehrzahl Bauelemente (3) in dem Bereich der Oberfläche angeordnet ist, auf welchen ein Teil des an der Abstrahlfläche des ersten Bauelements (3) emittierten Lichts direkt fällt.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Oberfläche, auf welcher die Bauelemente (3) angeordnet sind, in einer den Gesamtschwerpunktstrahl (21) der Beleuchtungseinheit (1) beinhaltenden Schnittebene betrachtet eine zu¬ mindest abschnittweise einem Kegelschnitt entspre¬ chende Form hat.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher ein Bereich der Oberfläche in einer den Gesamtschwerpunktstrahl (21) beinhaltenden Schnittebene betrachtet topfförmig ist und ein Rand dieser Topfform nach innen zurückspringt.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Substratkörper (2) einstückig ausgebildet ist. 8. Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Substratkörper (2) zumindest bereichsweise eine diffus-reflektierende Ober- fläche hat, vorzugsweise aufgrund eines in den Sub¬ stratkörper (2) eingebetteten Additivs.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, vorzugsweise in Verbindung mit Anspruch 8, bei welcher das von dem ersten Bauelement (3) der Mehrzahl Bauelemente auf einen reflektierenden Bereich des Substratkörpers (2) fallende Licht auf diesem eine Bestrahlungsstärkeverteilung mit einem Maximum (41) erzeugt, wobei ein Teil des aus dem Be¬ reich des Maximums (41) reemittierten Lichts auf ei¬ nen Bereich des Substratkörpers (2) fällt, der von dem ersten Bauelement nicht direkt beleuchtet wird.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher ausschließlich auf der Oberfläche eine Leiterbahnstruktur zur Kontaktierung der Mehrzahl Bauelemente (3) vorgesehen ist.
Beleuchtungseinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher zumindest ein Oberflächenbe¬ reich des Substratkörpers (2), der einem die Bauele¬ mente (3) tragenden Oberflächenbereich entgegengesetzt angeordnet ist, als Außenoberfläche einer Leuchte vorgesehen ist.
Satz aus mindestens zwei Beleuchtungseinheiten (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Substratkörper (2) der mindestens zwei Beleuchtungs¬ einheiten des Satzes zueinander baugleich sind, sich die mindestens zwei Beleuchtungseinheiten (1) jedoch in der Anordnung der jeweiligen Mehrzahl Bauelemente (3) auf der jeweiligen Oberfläche solchermaßen unterscheiden, dass sich die mindestens zwei Beleuchtungseinheiten (1) hinsichtlich ihrer räumlichen Abstrahlcharakteristik unterscheiden .
Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem das erste der Mehrzahl Bauelemente (3) in einem ers¬ ten und einem zweiten Betriebszustand Licht unter¬ schiedlicher Intensität emittiert, sodass die Be¬ leuchtungseinheit (1), aufgrund einer unterschiedli¬ chen Abschattung, in dem ersten und dem zweiten Betriebszustand eine unterschiedliche räumliche Ab¬ strahlcharakteristik hat.
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem der Gesamtschwerpunktstrahl (21) in dem zweiten Betriebszustand um mindestens 10° gegenüber dem ersten Be¬ triebszustand verkippt ist.
Verwendung einer Beleuchtungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Allgemeinbeleuchtung, insbesondere zur Beleuchtung mit einer ortsfesten Leuchte, insbesondere zur Beleuchtung eines Gebäu¬ des, insbesondere zur Innenbeleuchtung eines Gebäu¬ des .
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